Урок 58-59 Теплова дія струму. Закон Джоуля-Ленца. Електричні нагрівальні прилади. Запобіжники

ДИСТАНЦІЙНЕ НАВЧАННЯ 

ФІЗИКА 8 КЛАС

1. Виконайте вправу, розв'язання задач запишіть в зошитах, а результат відправте на Viber вчителю: 

2. Теплова дія струму
Проходження струму завжди супроводжується виділенням теплоти. Коли в провіднику йде струм, то вільні заряджені частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії. У результаті середня швидкість хаотичного (теплового) руху частинок речовини збільшується — провідник нагрівається. За законом збереження енергії кінетична енергія, набута вільними зарядженими частинками в результаті дії електричного поля, перетворюється на внутрішню енергію провідника.

3. Закон Джоуля-Ленца

Теплову дію струму вивчали англійський фізик Джеймс Джоуль і російський фізик Емілій Ленц. Незалежно один від одного вони дійшли однакового висновку.

Закон Джоуля – Ленца

Кількість теплоти, яка виділяється в провіднику внаслідок проходження струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму:

      Q – кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом;

І – сила струму у провіднику;

R – опір провідника;

t – час проходження струму.

Інші формули випливають із Закон Джоуля – Ленца.

Якщо провідники з’єднані паралельно, то вони перебувають під однаковою напругою, у такому випадку Q зручно розраховувати  за формулами:

Ці вирази можна користуватися тільки в тому випадку, коли вся електрична енергія витрачається на нагрівання.

Якщо ж на ділянці кола є споживачі енергії, в яких виконується механічна робота або відбуваються хімічні реакції, даними формулами користуватися не можна.

4. Практичне застосування Закону-Джоуля-Ленца

Робота всіх електричних нагрівників ґрунтується на тепловій дії струму: в таких пристроях енергія електричного струму перетворюється на внутрішню енергію нагрівника, який, у свою чергу, віддає енергію довкіллю шляхом теплопередачі.

Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент — провідник, який нагрівається в разі проходження струму. Нагрівальні елементи мають витримувати дуже високу температуру, тому їх виготовляють із тугоплавких матеріалів, тобто з матеріалів, що мають високу температуру плавлення.

5. Коротке замикання

Коротке замикання - це значне зростання сили струму (на декілька порядків) на деякій ділянці кола за рахунок малого її опору, в порівнянні зі струмами на інших ділянках кола.

Коротке замикання - це будь-яке замикання джерела струму на дуже малий опір.

Сили струму короткого замикання надзвичайно небезпечні через надмірний розігрів провідників, а також шкідливі для джерела струму.

Для захисту від струмів короткого замикання служать запобіжники. Є багато їх видів. Одними з них є плавкі запобіжники. Всередині цих запобіжників містяться тонкі мідні чи свинцеві дротинки, які ввімкнені послідовно в коло і мають властивість плавитись (і таким чином розмикати коло), якщо сила струму в колі перевищує певне значення (на яке розраховане дане коло).

6. Розв'язування вправ

7. Робіть фото всіх результатів ваших робіт і відсилайте вчителю